arch/powerpc/mm/hash_utils_64.c

   1 /*
   2  * PowerPC64 port by Mike Corrigan and Dave Engebretsen
   3  *   {mikejc|engebret}@us.ibm.com
   4  *
   5  *    Copyright (c) 2000 Mike Corrigan <mikejc@us.ibm.com>
   6  *
   7  * SMP scalability work:
   8  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   9  *
  10  *    Module name: htab.c
  11  *
  12  *    Description:
  13  *      PowerPC Hashed Page Table functions
  14  *
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version
  18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  */
  20
  21 #undef DEBUG
  22 #undef DEBUG_LOW
  23
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/errno.h>
  26 #include <linux/sched.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/stat.h>
  29 #include <linux/sysctl.h>
  30 #include <linux/ctype.h>
  31 #include <linux/cache.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/signal.h>
  34
  35 #include <asm/processor.h>
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/mmu.h>
  38 #include <asm/mmu_context.h>
  39 #include <asm/page.h>
  40 #include <asm/types.h>
  41 #include <asm/system.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/machdep.h>
  44 #include <asm/lmb.h>
  45 #include <asm/abs_addr.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/io.h>
  48 #include <asm/eeh.h>
  49 #include <asm/tlb.h>
  50 #include <asm/cacheflush.h>
  51 #include <asm/cputable.h>
  52 #include <asm/abs_addr.h>
  53 #include <asm/sections.h>
  54
  55 #ifdef DEBUG
  56 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  57 #else
  58 #define DBG(fmt...)
  59 #endif
  60
  61 #ifdef DEBUG_LOW
  62 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
  63 #else
  64 #define DBG_LOW(fmt...)
  65 #endif
  66
  67 #define KB (1024)
  68 #define MB (1024*KB)
  69
  70 /*
  71  * Note:  pte   --> Linux PTE
  72  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
  73  *
  74  * Execution context:
  75  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
  76  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
  77  *   reference global data.  At this point it is very difficult
  78  *   to print debug info.
  79  *
  80  */
  81
  82 #ifdef CONFIG_U3_DART
  83 extern unsigned long dart_tablebase;
  84 #endif /* CONFIG_U3_DART */
  85
  86 static unsigned long _SDR1;
  87 struct mmu_psize_def mmu_psize_defs[MMU_PAGE_COUNT];
  88
  89 hpte_t *htab_address;
  90 unsigned long htab_size_bytes;
  91 unsigned long htab_hash_mask;
  92 int mmu_linear_psize = MMU_PAGE_4K;
  93 int mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_4K;
  94 int mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
  95 int mmu_io_psize = MMU_PAGE_4K;
  96 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  97 int mmu_huge_psize = MMU_PAGE_16M;
  98 unsigned int HPAGE_SHIFT;
  99 #endif
 100 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 101 int mmu_ci_restrictions;
 102 #endif
 103 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 104 static u8 *linear_map_hash_slots;
 105 static unsigned long linear_map_hash_count;
 106 static DEFINE_SPINLOCK(linear_map_hash_lock);
 107 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 108
 109 /* There are definitions of page sizes arrays to be used when none
 110  * is provided by the firmware.
 111  */
 112
 113 /* Pre-POWER4 CPUs (4k pages only)
 114  */
 115 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_old[] = {
 116         [MMU_PAGE_4K] = {
 117                 .shift  = 12,
 118                 .sllp   = 0,
 119                 .penc   = 0,
 120                 .avpnm  = 0,
 121                 .tlbiel = 0,
 122         },
 123 };
 124
 125 /* POWER4, GPUL, POWER5
 126  *
 127  * Support for 16Mb large pages
 128  */
 129 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
 130         [MMU_PAGE_4K] = {
 131                 .shift  = 12,
 132                 .sllp   = 0,
 133                 .penc   = 0,
 134                 .avpnm  = 0,
 135                 .tlbiel = 1,
 136         },
 137         [MMU_PAGE_16M] = {
 138                 .shift  = 24,
 139                 .sllp   = SLB_VSID_L,
 140                 .penc   = 0,
 141                 .avpnm  = 0x1UL,
 142                 .tlbiel = 0,
 143         },
 144 };
 145
 146
 147 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
 148                       unsigned long pstart, unsigned long mode, int psize)
 149 {
 150         unsigned long vaddr, paddr;
 151         unsigned int step, shift;
 152         unsigned long tmp_mode;
 153         int ret = 0;
 154
 155         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 156         step = 1 << shift;
 157
 158         for (vaddr = vstart, paddr = pstart; vaddr < vend;
 159              vaddr += step, paddr += step) {
 160                 unsigned long hash, hpteg;
 161                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr);
 162                 unsigned long va = (vsid << 28) | (vaddr & 0x0fffffff);
 163
 164                 tmp_mode = mode;
 165
 166                 /* Make non-kernel text non-executable */
 167                 if (!in_kernel_text(vaddr))
 168                         tmp_mode = mode | HPTE_R_N;
 169
 170                 hash = hpt_hash(va, shift);
 171                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 172
 173                 DBG("htab_bolt_mapping: calling %p\n", ppc_md.hpte_insert);
 174
 175                 BUG_ON(!ppc_md.hpte_insert);
 176                 ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, paddr,
 177                                 tmp_mode, HPTE_V_BOLTED, psize);
 178
 179                 if (ret < 0)
 180                         break;
 181 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 182                 if ((paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
 183                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
 184 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 185         }
 186         return ret < 0 ? ret : 0;
 187 }
 188
 189 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
 190                                           const char *uname, int depth,
 191                                           void *data)
 192 {
 193         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 194         u32 *prop;
 195         unsigned long size = 0;
 196
 197         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 198         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 199                 return 0;
 200
 201         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node,
 202                                           "ibm,segment-page-sizes", &size);
 203         if (prop != NULL) {
 204                 DBG("Page sizes from device-tree:\n");
 205                 size /= 4;
 206                 cur_cpu_spec->cpu_features &= ~(CPU_FTR_16M_PAGE);
 207                 while(size > 0) {
 208                         unsigned int shift = prop[0];
 209                         unsigned int slbenc = prop[1];
 210                         unsigned int lpnum = prop[2];
 211                         unsigned int lpenc = 0;
 212                         struct mmu_psize_def *def;
 213                         int idx = -1;
 214
 215                         size -= 3; prop += 3;
 216                         while(size > 0 && lpnum) {
 217                                 if (prop[0] == shift)
 218                                         lpenc = prop[1];
 219                                 prop += 2; size -= 2;
 220                                 lpnum--;
 221                         }
 222                         switch(shift) {
 223                         case 0xc:
 224                                 idx = MMU_PAGE_4K;
 225                                 break;
 226                         case 0x10:
 227                                 idx = MMU_PAGE_64K;
 228                                 break;
 229                         case 0x14:
 230                                 idx = MMU_PAGE_1M;
 231                                 break;
 232                         case 0x18:
 233                                 idx = MMU_PAGE_16M;
 234                                 cur_cpu_spec->cpu_features |= CPU_FTR_16M_PAGE;
 235                                 break;
 236                         case 0x22:
 237                                 idx = MMU_PAGE_16G;
 238                                 break;
 239                         }
 240                         if (idx < 0)
 241                                 continue;
 242                         def = &mmu_psize_defs[idx];
 243                         def->shift = shift;
 244                         if (shift <= 23)
 245                                 def->avpnm = 0;
 246                         else
 247                                 def->avpnm = (1 << (shift - 23)) - 1;
 248                         def->sllp = slbenc;
 249                         def->penc = lpenc;
 250                         /* We don't know for sure what's up with tlbiel, so
 251                          * for now we only set it for 4K and 64K pages
 252                          */
 253                         if (idx == MMU_PAGE_4K || idx == MMU_PAGE_64K)
 254                                 def->tlbiel = 1;
 255                         else
 256                                 def->tlbiel = 0;
 257
 258                         DBG(" %d: shift=%02x, sllp=%04x, avpnm=%08x, "
 259                             "tlbiel=%d, penc=%d\n",
 260                             idx, shift, def->sllp, def->avpnm, def->tlbiel,
 261                             def->penc);
 262                 }
 263                 return 1;
 264         }
 265         return 0;
 266 }
 267
 268
 269 static void __init htab_init_page_sizes(void)
 270 {
 271         int rc;
 272
 273         /* Default to 4K pages only */
 274         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_old,
 275                sizeof(mmu_psize_defaults_old));
 276
 277         /*
 278          * Try to find the available page sizes in the device-tree
 279          */
 280         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
 281         if (rc != 0)  /* Found */
 282                 goto found;
 283
 284         /*
 285          * Not in the device-tree, let's fallback on known size
 286          * list for 16M capable GP & GR
 287          */
 288         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_16M_PAGE))
 289                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
 290                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
 291  found:
 292 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 293         /*
 294          * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only support
 295          * 16M, 1M and 4K which is the default
 296          */
 297         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 298                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
 299         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 300                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
 301 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 302
 303 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 304         /*
 305          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
 306          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
 307          * We only use 64k for ioremap if the processor
 308          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
 309          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
 310          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
 311          * mappings to 4k pages.
 312          */
 313         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
 314                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
 315                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
 316                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
 317                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
 318                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_CI_LARGE_PAGE))
 319                         mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
 320                 else
 321                         mmu_ci_restrictions = 1;
 322         }
 323 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 324
 325         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
 326                "virtual = %d, io = %d\n",
 327                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
 328                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
 329                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift);
 330
 331 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 332         /* Init large page size. Currently, we pick 16M or 1M depending
 333          * on what is available
 334          */
 335         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 336                 mmu_huge_psize = MMU_PAGE_16M;
 337         /* With 4k/4level pagetables, we can't (for now) cope with a
 338          * huge page size < PMD_SIZE */
 339         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 340                 mmu_huge_psize = MMU_PAGE_1M;
 341
 342         /* Calculate HPAGE_SHIFT and sanity check it */
 343         if (mmu_psize_defs[mmu_huge_psize].shift > MIN_HUGEPTE_SHIFT &&
 344             mmu_psize_defs[mmu_huge_psize].shift < SID_SHIFT)
 345                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[mmu_huge_psize].shift;
 346         else
 347                 HPAGE_SHIFT = 0; /* No huge pages dude ! */
 348 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 349 }
 350
 351 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
 352                                        const char *uname, int depth,
 353                                        void *data)
 354 {
 355         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 356         u32 *prop;
 357
 358         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 359         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 360                 return 0;
 361
 362         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
 363         if (prop != NULL) {
 364                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
 365                 ppc64_pft_size = prop[1];
 366                 return 1;
 367         }
 368         return 0;
 369 }
 370
 371 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
 372 {
 373         unsigned long mem_size, rnd_mem_size, pteg_count;
 374
 375         /* If hash size isn't already provided by the platform, we try to
 376          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
 377          * calculate it now based on the total RAM size
 378          */
 379         if (ppc64_pft_size == 0)
 380                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
 381         if (ppc64_pft_size)
 382                 return 1UL << ppc64_pft_size;
 383
 384         /* round mem_size up to next power of 2 */
 385         mem_size = lmb_phys_mem_size();
 386         rnd_mem_size = 1UL << __ilog2(mem_size);
 387         if (rnd_mem_size < mem_size)
 388                 rnd_mem_size <<= 1;
 389
 390         /* # pages / 2 */
 391         pteg_count = max(rnd_mem_size >> (12 + 1), 1UL << 11);
 392
 393         return pteg_count << 7;
 394 }
 395
 396 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 397 void create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
 398 {
 399                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
 400                         _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX,
 401                         mmu_linear_psize));
 402 }
 403 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 404
 405 static inline void make_bl(unsigned int *insn_addr, void *func)
 406 {
 407         unsigned long funcp = *((unsigned long *)func);
 408         int offset = funcp - (unsigned long)insn_addr;
 409
 410         *insn_addr = (unsigned int)(0x48000001 | (offset & 0x03fffffc));
 411         flush_icache_range((unsigned long)insn_addr, 4+
 412                            (unsigned long)insn_addr);
 413 }
 414
 415 static void __init htab_finish_init(void)
 416 {
 417         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert1;
 418         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert2;
 419         extern unsigned int *htab_call_hpte_remove;
 420         extern unsigned int *htab_call_hpte_updatepp;
 421
 422 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 423         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert1;
 424         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert2;
 425         extern unsigned int *ht64_call_hpte_remove;
 426         extern unsigned int *ht64_call_hpte_updatepp;
 427
 428         make_bl(ht64_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 429         make_bl(ht64_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 430         make_bl(ht64_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 431         make_bl(ht64_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 432 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 433
 434         make_bl(htab_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 435         make_bl(htab_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 436         make_bl(htab_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 437         make_bl(htab_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 438 }
 439
 440 void __init htab_initialize(void)
 441 {
 442         unsigned long table;
 443         unsigned long pteg_count;
 444         unsigned long mode_rw;
 445         unsigned long base = 0, size = 0;
 446         int i;
 447
 448         extern unsigned long tce_alloc_start, tce_alloc_end;
 449
 450         DBG(" -> htab_initialize()\n");
 451
 452         /* Initialize page sizes */
 453         htab_init_page_sizes();
 454
 455         /*
 456          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
 457          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
 458          */
 459         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
 460         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
 461
 462         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
 463
 464         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
 465                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
 466                 htab_address = NULL;
 467                 _SDR1 = 0;
 468         } else {
 469                 /* Find storage for the HPT.  Must be contiguous in
 470                  * the absolute address space.
 471                  */
 472                 table = lmb_alloc(htab_size_bytes, htab_size_bytes);
 473
 474                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
 475                     htab_size_bytes);
 476
 477                 htab_address = abs_to_virt(table);
 478
 479                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
 480                 _SDR1 = table + __ilog2(pteg_count) - 11;
 481
 482                 /* Initialize the HPT with no entries */
 483                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
 484
 485                 /* Set SDR1 */
 486                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 487         }
 488
 489         mode_rw = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX;
 490
 491 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 492         linear_map_hash_count = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 493         linear_map_hash_slots = __va(lmb_alloc_base(linear_map_hash_count,
 494                                                     1, lmb.rmo_size));
 495         memset(linear_map_hash_slots, 0, linear_map_hash_count);
 496 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 497
 498         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
 499          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
 500          * cacheable later on
 501          */
 502
 503         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
 504         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 505                 base = (unsigned long)__va(lmb.memory.region[i].base);
 506                 size = lmb.memory.region[i].size;
 507
 508                 DBG("creating mapping for region: %lx : %lx\n", base, size);
 509
 510 #ifdef CONFIG_U3_DART
 511                 /* Do not map the DART space. Fortunately, it will be aligned
 512                  * in such a way that it will not cross two lmb regions and
 513                  * will fit within a single 16Mb page.
 514                  * The DART space is assumed to be a full 16Mb region even if
 515                  * we only use 2Mb of that space. We will use more of it later
 516                  * for AGP GART. We have to use a full 16Mb large page.
 517                  */
 518                 DBG("DART base: %lx\n", dart_tablebase);
 519
 520                 if (dart_tablebase != 0 && dart_tablebase >= base
 521                     && dart_tablebase < (base + size)) {
 522                         unsigned long dart_table_end = dart_tablebase + 16 * MB;
 523                         if (base != dart_tablebase)
 524                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, dart_tablebase,
 525                                                         __pa(base), mode_rw,
 526                                                         mmu_linear_psize));
 527                         if ((base + size) > dart_table_end)
 528                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(dart_tablebase+16*MB,
 529                                                         base + size,
 530                                                         __pa(dart_table_end),
 531                                                          mode_rw,
 532                                                          mmu_linear_psize));
 533                         continue;
 534                 }
 535 #endif /* CONFIG_U3_DART */
 536                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
 537                                         mode_rw, mmu_linear_psize));
 538        }
 539
 540         /*
 541          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
 542          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
 543          * case that the TCEs start below memory_limit.
 544          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
 545          * for either 4K or 16MB pages.
 546          */
 547         if (tce_alloc_start) {
 548                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
 549                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
 550
 551                 if (base + size >= tce_alloc_start)
 552                         tce_alloc_start = base + size + 1;
 553
 554                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
 555                                          __pa(tce_alloc_start), mode_rw,
 556                                          mmu_linear_psize));
 557         }
 558
 559         htab_finish_init();
 560
 561         DBG(" <- htab_initialize()\n");
 562 }
 563 #undef KB
 564 #undef MB
 565
 566 void htab_initialize_secondary(void)
 567 {
 568         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
 569                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
 574  */
 575 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
 576 {
 577         struct page *page;
 578
 579         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
 580                 return pp;
 581
 582         page = pte_page(pte);
 583
 584         /* page is dirty */
 585         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
 586                 if (trap == 0x400) {
 587                         __flush_dcache_icache(page_address(page));
 588                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 589                 } else
 590                         pp |= HPTE_R_N;
 591         }
 592         return pp;
 593 }
 594
 595 /*
 596  * Demote a segment to using 4k pages.
 597  * For now this makes the whole process use 4k pages.
 598  */
 599 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 600 static void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 601 {
 602         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_4K)
 603                 return;
 604         mm->context.user_psize = MMU_PAGE_4K;
 605         mm->context.sllp = SLB_VSID_USER | mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].sllp;
 606 #ifdef CONFIG_SPE_BASE
 607         spu_flush_all_slbs(mm);
 608 #endif
 609 }
 610 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 611
 612 /* Result code is:
 613  *  0 - handled
 614  *  1 - normal page fault
 615  * -1 - critical hash insertion error
 616  */
 617 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap)
 618 {
 619         void *pgdir;
 620         unsigned long vsid;
 621         struct mm_struct *mm;
 622         pte_t *ptep;
 623         cpumask_t tmp;
 624         int rc, user_region = 0, local = 0;
 625         int psize;
 626
 627         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
 628                 ea, access, trap);
 629
 630         if ((ea & ~REGION_MASK) >= PGTABLE_RANGE) {
 631                 DBG_LOW(" out of pgtable range !\n");
 632                 return 1;
 633         }
 634
 635         /* Get region & vsid */
 636         switch (REGION_ID(ea)) {
 637         case USER_REGION_ID:
 638                 user_region = 1;
 639                 mm = current->mm;
 640                 if (! mm) {
 641                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
 642                         return 1;
 643                 }
 644                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea);
 645                 psize = mm->context.user_psize;
 646                 break;
 647         case VMALLOC_REGION_ID:
 648                 mm = &init_mm;
 649                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 650                 if (ea < VMALLOC_END)
 651                         psize = mmu_vmalloc_psize;
 652                 else
 653                         psize = mmu_io_psize;
 654                 break;
 655         default:
 656                 /* Not a valid range
 657                  * Send the problem up to do_page_fault
 658                  */
 659                 return 1;
 660         }
 661         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
 662
 663         /* Get pgdir */
 664         pgdir = mm->pgd;
 665         if (pgdir == NULL)
 666                 return 1;
 667
 668         /* Check CPU locality */
 669         tmp = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 670         if (user_region && cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, tmp))
 671                 local = 1;
 672
 673         /* Handle hugepage regions */
 674         if (unlikely(in_hugepage_area(mm->context, ea))) {
 675                 DBG_LOW(" -> huge page !\n");
 676                 return hash_huge_page(mm, access, ea, vsid, local, trap);
 677         }
 678
 679         /* Get PTE and page size from page tables */
 680         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 681         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
 682                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
 683                 return 1;
 684         }
 685
 686 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 687         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 688 #else
 689         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 690                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 691 #endif
 692         /* Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
 693          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
 694          */
 695         if (access & ~pte_val(*ptep)) {
 696                 DBG_LOW(" no access !\n");
 697                 return 1;
 698         }
 699
 700         /* Do actual hashing */
 701 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 702         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 703 #else
 704         /* If _PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
 705         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_4K_PFN) {
 706                 demote_segment_4k(mm, ea);
 707                 psize = MMU_PAGE_4K;
 708         }
 709
 710         /* If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
 711          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
 712          */
 713         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K &&
 714             (pte_val(*ptep) & _PAGE_NO_CACHE)) {
 715                 if (user_region) {
 716                         demote_segment_4k(mm, ea);
 717                         psize = MMU_PAGE_4K;
 718                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
 719                         /*
 720                          * some driver did a non-cacheable mapping
 721                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
 722                          * to 4k pages
 723                          */
 724                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
 725                                "to 4kB pages because of "
 726                                "non-cacheable mapping\n");
 727                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
 728 #ifdef CONFIG_SPE_BASE
 729                         spu_flush_all_slbs(mm);
 730 #endif
 731                 }
 732         }
 733         if (user_region) {
 734                 if (psize != get_paca()->context.user_psize) {
 735                         get_paca()->context.user_psize =
 736                                 mm->context.user_psize;
 737                         slb_flush_and_rebolt();
 738                 }
 739         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
 740                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
 741                 get_paca()->vmalloc_sllp =
 742                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 743                 slb_flush_and_rebolt();
 744         }
 745
 746         if (psize == MMU_PAGE_64K)
 747                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 748         else
 749                 rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 750 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 751
 752 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 753         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 754 #else
 755         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 756                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 757 #endif
 758         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
 759         return rc;
 760 }
 761 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
 762
 763 void hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
 764                   unsigned long access, unsigned long trap)
 765 {
 766         unsigned long vsid;
 767         void *pgdir;
 768         pte_t *ptep;
 769         cpumask_t mask;
 770         unsigned long flags;
 771         int local = 0;
 772
 773         /* We don't want huge pages prefaulted for now
 774          */
 775         if (unlikely(in_hugepage_area(mm->context, ea)))
 776                 return;
 777
 778         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
 779                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
 780
 781         /* Get Linux PTE if available */
 782         pgdir = mm->pgd;
 783         if (pgdir == NULL)
 784                 return;
 785         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 786         if (!ptep)
 787                 return;
 788
 789 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 790         /* If either _PAGE_4K_PFN or _PAGE_NO_CACHE is set (and we are on
 791          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
 792          * care of it once we actually try to access the page.
 793          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
 794          * page size demotion here
 795          */
 796         if (pte_val(*ptep) & (_PAGE_4K_PFN | _PAGE_NO_CACHE))
 797                 return;
 798 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 799
 800         /* Get VSID */
 801         vsid = get_vsid(mm->context.id, ea);
 802
 803         /* Hash it in */
 804         local_irq_save(flags);
 805         mask = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 806         if (cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, mask))
 807                 local = 1;
 808 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 809         __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 810 #else
 811         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_64K)
 812                 __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 813         else
 814                 __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 815 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 816         local_irq_restore(flags);
 817 }
 818
 819 void flush_hash_page(unsigned long va, real_pte_t pte, int psize, int local)
 820 {
 821         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
 822
 823         DBG_LOW("flush_hash_page(va=%016x)\n", va);
 824         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, va, index, shift) {
 825                 hash = hpt_hash(va, shift);
 826                 hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
 827                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 828                         hash = ~hash;
 829                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 830                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 831                 DBG_LOW(" sub %d: hash=%x, hidx=%x\n", index, slot, hidx);
 832                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, psize, local);
 833         } pte_iterate_hashed_end();
 834 }
 835
 836 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
 837 {
 838         if (ppc_md.flush_hash_range)
 839                 ppc_md.flush_hash_range(number, local);
 840         else {
 841                 int i;
 842                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
 843                         &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 844
 845                 for (i = 0; i < number; i++)
 846                         flush_hash_page(batch->vaddr[i], batch->pte[i],
 847                                         batch->psize, local);
 848         }
 849 }
 850
 851 /*
 852  * low_hash_fault is called when we the low level hash code failed
 853  * to instert a PTE due to an hypervisor error
 854  */
 855 void low_hash_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 856 {
 857         if (user_mode(regs)) {
 858                 siginfo_t info;
 859
 860                 info.si_signo = SIGBUS;
 861                 info.si_errno = 0;
 862                 info.si_code = BUS_ADRERR;
 863                 info.si_addr = (void __user *)address;
 864                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
 865                 return;
 866         }
 867         bad_page_fault(regs, address, SIGBUS);
 868 }
 869
 870 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 871 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
 872 {
 873         unsigned long hash, hpteg, vsid = get_kernel_vsid(vaddr);
 874         unsigned long va = (vsid << 28) | (vaddr & 0x0fffffff);
 875         unsigned long mode = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY |
 876                 _PAGE_COHERENT | PP_RWXX | HPTE_R_N;
 877         int ret;
 878
 879         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT);
 880         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 881
 882         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, __pa(vaddr),
 883                                  mode, HPTE_V_BOLTED, mmu_linear_psize);
 884         BUG_ON (ret < 0);
 885         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
 886         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
 887         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
 888         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
 889 }
 890
 891 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
 892 {
 893         unsigned long hash, hidx, slot, vsid = get_kernel_vsid(vaddr);
 894         unsigned long va = (vsid << 28) | (vaddr & 0x0fffffff);
 895
 896         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT);
 897         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
 898         BUG_ON(!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80));
 899         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
 900         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
 901         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
 902         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 903                 hash = ~hash;
 904         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 905         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 906         ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, mmu_linear_psize, 0);
 907 }
 908
 909 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 910 {
 911         unsigned long flags, vaddr, lmi;
 912         int i;
 913
 914         local_irq_save(flags);
 915         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 916                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
 917                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
 918                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
 919                         continue;
 920                 if (enable)
 921                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
 922                 else
 923                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
 924         }
 925         local_irq_restore(flags);
 926 }
 927 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */